富阳市山塘整治工程设计方案说明书--毕业论文设计

工程基本情况概况XX山塘位于XX街道XX村，距XX街道约4km，有简易公路至坝脚处，交通不太便利。XX山塘建成于1987年，集雨面积0.382km2，正常库容5.8万m3；最大坝高10.9m，坝长150m。坝顶高程约43.2m左右，坝顶宽3.0m，为心墙土坝。大坝迎水坡坡比约为1：1.5，表面有干砌块石护坡；背水坡坡比约为1:1.75~1：2.0，背坡杂草丛生，没有护砌。泄水建筑物（溢洪道）位于大坝右边岸，进口处宽约6.0m，高程约41.6m左右。放水涵管位于右坝肩，出口管洞径约为0.40m，扇格启动，材质为浆砌石。根据《XX区XX街道XX山塘安全技术认定综合评价报告》，该山塘大坝为二类坝，针对XX山塘存在的诸多问题，为了保证该山塘的安全运行及更好的发挥其效益，适逢XX市强塘加固契机，结合《实施XX市强塘工程屋顶山塘整治建设管理的若干意见》文件精神，XX区XX街道办事处决定对XX山塘进行整治。XX市水利水电勘测设计有限公司XX市XX分公司受XX街道办事处委托，对该工程进行初步设计。受委托后我公司在收集资料和现场踏勘的基础上，通过水文分析、水利计算、大坝稳定分析等，编制初步设计报告并提出了实施意见。水文1.2.1流域概况XX山塘位于XX区XX街道XX村，距XX街道约4km，流域中心位于东经121゜44′22″，北纬29゜52′45″。流域面积0.382km2，主流长度969m，溪流坡度414‰。本区属亚热带季风气候区的海洋水文特征，气候温和潮湿，四季分明，日照充足，雨量充沛。但降雨量年际和季节变化较大，分配极不均匀。冬季受北方冷高压气团控制，以晴冷干燥天气为主；春夏之交北方冷高压气团和太平洋暖气流在此相遇对峙，形成典型的梅雨天气，阴雨绵绵，雨量增多；夏秋之季，又常受台风暴雨和高温干旱侵袭，往往造成洪涝灾害。根据流域附近XX雨量站资料，流域多年平均降雨量1402.9mm，最大年降雨量为2201.4mm（1973年），2005年9月11日卡努台风最大日降雨量达401.0mm。1.2.2设计洪水设计暴雨按分析的暴雨资料不同，以实测资料与《浙江省短历时暴雨》图集二个途径推求设计暴雨，根据计算成果偏安全采用。设计洪水1、设计标准：防洪标准参照小（二）型水库设计标准，依据洪水划分标准，本次设计洪水标准为20年一遇，即P=5%，校核洪水标准为200年一遇，即P=0.5%。2、计算方法：本工程采用合理化公式和推理公式两种方法进行设计暴雨推求设计洪水的计算，最后根据山塘实际情况选择。工程地质1.3.1地形地貌工程区属浙东低山丘陵区，山地连绵，山势较缓，流域三面环山，山体植被良好，（河谷）地形相对较为狭小，以构造侵蚀地貌为主。两岸山坡坡度一般为20°～50°，河谷多呈“U”型。坝址区域工程地质条件山塘大坝为心墙土坝，坝体填筑材料由坝体土、护坡块石组成。坝基中间坐与洪坡积含粉质粘土角砾层上，二坝肩基础有含粉质粘土角砾层；基岩为侏罗系上统大爽组（J3d）熔结凝灰岩。坝址区地层自上而下分别描述如下：坝体填筑材料（rQ）：（1）该大坝为心墙砂壳坝，砂壳部位筑填材料以（1）-1含粘性土碎石层为主，以碎石和粘性土为主，含少量砾砂，土质较不均匀，无一定级配；大坝迎水坡和背水坡表面为干砌块石护坡。该层在ZK2、ZK4孔处有揭露。所见层厚度9.0m。（2）坝体土：大坝心墙部位主要为（1）-2层含砾砂粉质粘土，以灰黄色、黄褐色为主，粉质粘土呈软可塑状，局部夹碎石、砾石等，碎石粒径一般0.5～2cm，大者大于5cm，本次勘探揭露坝顶至齿槽底部（心墙段）厚5.30~11.30m。①-2层含砾砂粉质粘土主要物理力学指标如下：ω=27.3～34.2%，ρd=1.37～1.48g/cm3，e=0.816～0.991，a1-2=0.33～0.47MPa-1，Es=3.92～5.51MPa，Kh=1.90×10-5～2.90×10-5cm/s（室内试验，下同），Kv=1.70×10-6～5.60×10-5cm/s，C固快=20.4～34.9kPa，φ固快=12.9°～22.1°。从击实试验看，心墙土颗分见下表：颗分成果表土层编号砾粒砂粒粉粒粘粒40--2020--22--0.50.5-0.250.25-0.0750.075-0.005≤0.005(1)-213.622.715.011.91.428.27.3（1）-2层含砾砂粉质粘土物理力学指标详见参数表和统计表。坝基：（2）层含粉质粘土角砾层：洪坡积土层（Q4ep－pl），灰黄色～棕黄色，松散～稍密，由角砾、砂及粘性土组成，角砾多呈次梭角状，粒径一般2～5cm，大者大至5cm。砾石母岩岩性主要为灰色熔结凝灰岩，呈弱风化状，主要分布在坝基部分，厚度1.70~9.50m。（3）层含碎石粉质粘土层：洪坡积土层（Q4ep－pl），灰黄色～棕黄色，土以硬可塑为主，含少量碎石、砾石等。主要分布在坝基部分，厚度7.60~9.50m。（4）-1层强风化基岩，岩性为侏罗系上统大爽组（J3d）含角砾玻屑熔结凝灰岩，灰白色、灰色，夹灰黄色，上部已基本呈坚硬土化，可见原岩石结构；下部岩芯呈碎块或短柱状态，水钻呈砾砂状。揭露厚度1.00~3.90m。（4）-2层弱风化基岩，岩性为侏罗系上统大爽组（J3d）含角砾玻屑熔结凝灰岩，青灰色，致密、坚硬，岩石有硅化现象；岩芯完整，呈短～长柱状，见少量闭合状裂隙。工程现状分析1.4.1大坝稳定分析计算方法根据《导则》（SL189－96）中规定：静力稳定计算采用刚体极限平衡法，本工程采用不计条块间作用力的瑞典圆弧法，分析成果各种工况坝坡稳定均能满足规范要求。1.4.2洪水复核分别对设计标准和校核标准洪水位进行计算分析，分析结果，洪水位对坝高要求部分未能满足防洪标准。1.4.3大坝渗流稳定分析通过计算，坝壳土含砾砂粉质粘土在下游坝踵处各点比降约为0.55。根据勘探地质报告试验资料，粉质粘土的临界比降为1，渗透破坏安全系数可以满足规范要求，因此不存在渗透破坏问题。但从现场观察，大坝有漏水现象，对大坝的运行和渗透稳定极其不利。1.4.4放水工程从现场观察涵管无漏水现象。启闭机完好无损，无需更换。但由于坝体加高，应对防水设施进水口进行保护。工程任务及规模1.5.1整治的必要性由于受当时施工条件限制及其他原因，XX山塘己经留下了一些工程隐患，大坝运行初期尚未明显反映，随着时间的推移，设施慢慢老化，这些隐患将逐步暴露出来，对大坝的安全运行产生不利影响，工程效益不能充分发挥。鉴于大坝目前存在的问题，实施XX山塘整治工程，对于目前山塘大坝及下游地区的安全，消除工程隐患，避免重大财产损失是十分必要和迫切的；同时对满足供水的需要，促进经济持续发展也是十分必要的。1.5.2工程任务XX山塘是一座以生活用水为主兼灌溉的山塘。山塘整治工程的主要任务是对大坝目前存在的问题，通过一系列工程措施，消除山塘的安全隐患，以发挥山塘的效益，保障山塘下游村庄人民生命财产安全，促进社会经济持续发展。工程整治设计1.6.1工程等级XX山塘的正常库容为5.8万m3，其工程规模为小（2）型以下，工程等别为Ⅴ等，山塘永久性建筑物级别为5级，防洪标准为20年一遇设计，200年一遇校核。1.6.2大坝设计大坝断面设计大坝断面基本遵循原来的断面，因为稳定满足要求，主要就是对坝坡坡比、坝顶高程、坝顶宽度进行统一规则设计。坝顶：坝顶高程43.60m，防浪墙高程44.30m，坝顶宽3.3m，包括防浪墙宽度，坝顶铺设6cm厚条纹仿石，规格50*25*6cm；防浪墙为浆砌块石；坝顶下游侧做混凝土路缘。坝坡：坝坡结合现状上游坝坡统一为1:1.75，上游护坡正常蓄水位以上为C20混凝土六角块护坡，厚度12cm，下10cm厚瓜子片垫层；正常水位以下采用干砌石护坡，厚度30cm，下20cm厚石渣垫层。护坡之间设置一道40*50cmC25混凝土隔梁梁。下游坡坝坡统一为1：1.75；护坡为C20混凝土六角块，厚度12cm，下10cm厚瓜子片垫层。护坡间隔40m设置一道40*25cm混凝土竖梁。坝脚：上游坝脚设置一道80*80cmM7.5浆砌石地梁，下游坝脚设置50*50cm砌石排水沟。2、大坝防渗处理大坝防渗分为两部分：坝体采用单排套井冲抓回填处理，坝基部分采用帷幕灌浆处理。设计范围：因为坝体渗流问题比较严重，所以坝体桩号0+000至0+120之间要求进行处理。套井布孔：在坝轴线中心位置布套井孔，孔距0.8米，孔底根据具体情况而定。灌浆布孔：在坝轴线中心位置布设帷幕灌浆孔，帷幕灌浆孔距2.0m，孔底深度根据情况而定。1.6.3溢洪道设计原有的溢洪道由近几年加固，保存完整，经过溢洪道水面线计算，挡墙高度满足要求，无需进行处理。工程管理XX山塘主管单位是XX街道办事处，山塘日常管理由XX村负责，需编制管理员1名，管理范围和保护范围。大坝左右坝头以外及坝下游50m内，纳入工程管理范围。管理范围外延20m为山塘保护范围。工程概算静态总投资为167.03万元，其中建筑工程部分为116.87万元，临时工程11.40万元，独立费用30.82万元，预备费7.95万元。北仑区大碶街道后岙山塘整治工程初步设计报告水文气象流域概况XX山塘位于XX区XX街道XX村，距XX街道约4km。本区属亚热带季风气候区的海洋水文特征，气候温和潮湿，四季分明，日照充足，雨量充沛。但降雨量年际和季节变化较大，分配极不均匀。冬季受北方冷高压气团控制，以晴冷干燥天气为主；春夏之交北方冷高压气团和太平洋暖气流在此相遇对峙，形成典型的梅雨天气，阴雨绵绵，雨量增多；夏秋之季，又常受台风暴雨和高温干旱侵袭，往往造成洪涝灾害。根据流域附近XX雨量站资料，流域多年平均降雨量1402.9mm，最大年降雨量为2201.4mm（1973年），2005年9月11日卡努台风最大日降雨量达401.0mm。本次设计采用浙江省测绘局1:10000数字地形图，坝址以上集水面积0.382km2，主流长度969m，溪流坡度414‰。设计洪水计算2.2.1设计暴雨按分析的暴雨资料不同，以实测资料与“图集”二个途径推求设计暴雨，根据计算成果偏安全采用。(1)根据图集计算设计暴雨设计暴雨查《浙江省短历时暴雨》（浙江省水文局2003年版，以下简称“图集”）点雨量及Cv值推算设计暴雨。因XX山塘集水面积小于10km2，点面系数为1，由图集查得点雨量及Cv值即为流域面雨量和流域面Cv值，Cs/Cv根据图集规定为3.5，查询结果详见表2-1，不同历时的设计暴雨见表2-2。表2-1XX山塘流域点面雨量参数表历时10min60min6hr24hr3d面雨量(mm)19.847.380.0124164Cv0.480.550.560.590.60Cs/Cv3.53.5表2-2XX山塘流域设计暴雨量表历时10min60min6hr24hr3d面雨量均值H19.5047.5080.00130.00170.00根据Cv均值查表Kpd=5％1.7751.9882.0502.2002.200设计面雨量Hpd=5%(mm)34.6194.43164.00286.00374.00根据Cv均值查表Kpc=0.5％2.5303.0503.2203.6203.620校核面雨量Hpc=0.5%(mm)49.34144.88257.60470.60615.40(2)根据实测雨量资料推求设计暴雨流域内虽有灵峰雨量站，但资料系列较短，记录不全，精度较差。流域东南方向约5km处有新路岙山塘，该山塘雨量观测资料未经整编刊布，记录不符合规范，质量不可靠。流域东北方向约5km处有XX国家雨量站，其资料经水文部门整编刊布，成果可用于本次水文分析计算。另外附近还有杨岙雨量站。流域及其周边流域测站基本情况见图2-1及表2-3。图2-1灵峰山塘及周边流域测站图表2-3流域附近雨量站基本情况表测站名称地点距流域中心距离(km)性质资料系列(年)新路岙站新路岙山塘4山塘雨量站1993～2005大碶XX镇区4国家雨量站1966～2005杨岙XX杨岙10国家雨量站1961～2005分析以上各雨量站资料，本次设计选择XX站雨量资料进行暴雨频率分析，XX站年最大24h雨量资料见表2-4。表2-4XX站年最大24h雨量表单位：mm年份雨量年份雨量年份雨量1984140.91992149.92000133.11985153.81993105.6200192.0198679.91994141.6200271.91987122.7199582.1200366.61988121.3199671.42004126.51989132.61997148.12005403.51990152.31998170.5199175.71999137.6对XX站24h暴雨进行频率分析,皮Ⅲ型适线图见图2-2，各频率暴雨分析成果见表2-5。图2-2XX站最大24小时暴雨频率曲线图北仑区大碶街道后岙山塘整治工程初步设计报告富阳市水利水电勘测设计有限公司宁波市鄞州分公司--工程现状分析山塘概况山塘设计与施工（1）XX山塘大坝建于上世纪80年代，正常库容约5.8万m3，总库容约8.17m3。（2）山塘无地质资料、设计图纸、施工书面记录资料。（3）山塘在建设和运行过程中无失稳、坍塌。水工建筑物大坝：大坝为均质心墙土坝，坝长150米，坝轴线为东南—西北走向；坝高10.9m，坝顶高程43.2m左右，宽约3m；大坝上游坡比约1:1.5，下游坡比约1:1.75~1:2。（2）溢洪道：溢洪道布置在原来位置，进口宽度为6.0m，为宽顶堰，堰顶高程约为41.6m。浆砌石挡墙高度能满足洪水位要求。（3）放水工程：从现场观察涵管无漏水现象。启闭设施较完整，无需处理。大坝稳定分析XX山塘虽已运行有二十余年时间，但为了进一步了解大坝的稳定情况以及为整治初步设计做依据，有必要对现状的大坝断面进行抗滑稳定计算，根据地质勘探孔的布置以及大坝断面结构，选择具有代表性0+60断面进行计算。（1）计算方法计算方法根据《导则》（SL189－96）中规定：静力稳定计算采用刚体极限平衡法，本工程采用不计条块间作用力的瑞典圆弧法。计算采用北京理正软件设计研究院的《理正边坡稳定分析程序》，对于计算土条各部分的容重采用容重替代法，即浸润线和下游水位之间计算坝体滑动力矩时用饱和容重，计算抗滑动力距时用浮容重，浸润线以上采用湿容重，下游水位以下采用浮容重。（2）计算参数选择大坝稳定分析中，计算指标的正确与否将直接影响计算结果的准确性，本次大坝稳定计算参数取地质报告均值的80%，同时结合已建类似工程的经验进行确定，各计算参数见表4-1。表4-1坝体稳定分析各种材料物理力学指标（3）计算工况确定根据山塘目前运行情况，按《导则》的有关内容，确定XX山塘大坝稳定计算的工况为：①正常运行条件：a、山塘水位在正常蓄水位41.60m时，下游坝坡发生稳定渗流时的稳定分析；b、山塘水位在38.00m(放水管进口高程)时的上游坡稳定分析。②非常运行条件：a、山塘水位在正常蓄水位41.60m时，同时考虑Ⅶ度地震的下游坝坡稳定分析。b、山塘按正常蓄水位41.60m骤降至38.00m的上游坡稳定分析。（4）稳定分析成果根据《导则》规定：采用瑞典圆弧法计算时，坝坡抗滑稳定安全系数：正常运用条件为1.15，非常运用条件为1.05，稳定分析计算成果见表4-2。表4-2大坝稳定计算成果表从计算结果看，大坝各坝坡稳定安全系数满足现行规范要求。图4-1下游稳定渗流期计算结果图 图4-2上游水位骤降稳定计算结果图图4-3下游稳定渗流+Ⅶ级地震计算结果图4.3洪水复核由于XX山塘建设年限长，且没有设计图纸，凭经验直接施工。因为洪水位直接关系到坝顶高程及泄水建筑物溢洪道是否满足山塘的运行，为此有必要对洪水位进行复核。具体复核结果见下表。洪水标准洪道宽度（m）洪道顶高程（m）洪水位（m）安全超高（m）波浪爬高（m）要求坝顶高程（m）P=0.5%641.642.870.300.3643.53P=5%641.642.510.500.5743.58通过洪水位复核发现，现状坝高不满足洪水位对坝高的要求，不符合规范设计要求。大坝渗流分析本次勘察(1)-2坝体土主要物理力学指标如下：塑性指数11.20~15.60,干密度ρd=1.37~1.48/cm3，平均ρd=1.44g/cm3，心墙土击实成果表明，干密度大于1.59g/cm3，采集的9组土样均不符合设计要求。坝体（1）-2层土现场注水试验渗透系数K=1.20×10-2～1.20×10-3cm/s，属强~中透水性，防渗性能不能满足现行规范要求的心墙坝渗透系数不大于1.00×10-4cm/s的要求，进行防渗处理。坝基为（2）号含粉质粘土角砾层，呈松散-稍密，厚度1.70~9.50m，主要分布于大坝基础部位，该坝基及坝体土与坝基接触带以中透水性为主，其中ZK3孔的坝体土与坝基接触带具强透水性。坝基下部（3）层及（4）-1层均为中透水性，底部弱风化基岩为弱透水性，隔水性好。山塘完工至今已20余年，坝体、坝基压缩沉降变形已基本趋于稳定，根据渗透分析，进行防渗处理。山塘右坝肩基岩埋深较浅，坝体土与基岩接触带及风化岩体曾采用帷幕灌浆进行处理，右岸坝基（2）号及（3）号土层此次勘察透水性6.6×10-4cm/s，没有满足设计要求。左坝肩坝体与坝基覆盖层接触带及岩石部分均属于中等透水性，没有达到规范标准。大坝沉降变形分析XX山塘已建成近20余年，大坝沉降基本上趋于稳定，后期正常沉降量很小。放水工程从现场观察涵管无漏水现象。启闭设施较完好，无需进行更换。但是由于大坝加固加高，应对进水口进行保护。

工程任务与规模山塘整治的必要性山塘存在的主要问题根据4章节对XX山塘的分析，其存在的主要问题如下：大坝外形坝顶高程、宽度、坝体内外坡比参差不齐，上游浆砌石厚度、块石小，砌筑不合规范；下游坡坝顶杂草丛生；下游缺少排水沟。坝体密实度根据勘探报告表明，坝体填土塑性指数11.20~15.60,干密度ρd=1.37~1.48/cm3，平均ρd=1.44g/cm3，心墙土击实成果表明，干密度大于1.59g/cm3，采集的9组土样均不符合设计要求。坝体防渗性能差坝体（1）-2层土现场注水试验渗透系数K=1.20×10-2～1.20×10-3cm/s，属强~中透水性，防渗性能不能满足现行规范要求的心墙坝渗透系数不大于1.00×10-4cm/s的要求，进行防渗处理。（4）防洪标准低根据4章节计算表明，在设计洪水下，现状坝高无法满足规范要求。坝肩存在局部渗漏山塘右坝肩基岩埋深较浅，坝体土与基岩接触带及风化岩体曾采用帷幕灌浆进行处理，右岸坝基（2）号及（3）号土层此次勘察透水性6.6×10-4cm/s，没有满足设计要求。左坝肩坝体与坝基覆盖层接触带及岩石部分均属于中等透水性，没有达到规范标准。溢洪道通过洪水计算校核，溢洪道挡墙高度能满足洪水要求，无需加高。放水工程放水涵从现场观察涵管无漏水现象。启闭设施较完好，无需更换。整治的必要性由于受当时施工条件限制及其他原因，XX山塘己经留下了一些工程隐患，大坝运行初期尚未明显反映，随着时间的推移，设施慢慢老化，这些隐患将逐步暴露出来，对大坝的安全运行产生不利影响，工程效益不能充分发挥。鉴于大坝目前存在的问题，实施XX山塘整治，对于目前山塘大坝及下游地区的安全，消除工程隐患，避免重大生命财产损失是十分必要和迫切的；同时对满足供水的需要，促进经济持续发展也是十分必要的。工程任务XX山塘是一座以引调水及灌溉为主的山塘。山塘整治工程的主要任务是对大坝目前存在的问题，通过一系列工程措施，消除山塘的安全隐患，以发挥山塘的效益，保障山塘下游村民生命财产安全，促进社会经济持续发展。调洪计算山塘水位库容曲线山塘水位～库容详见表5-1及图5-1。表5-1XX山塘水位库容表等高线面积平均面积层厚每层蓄水量累计蓄水量32.70033554.2962770277277341652.781104111041381352582.32118121183498363735.2923159131596657375281.12445081450811165387317.40862991629917464399540.448842918429258934012143.6110842110842367354114147.821314611314649881421596715057115057649394317637.721680211680281741图5-1XX山塘水位～库容曲线调洪原则及方式起调水位41.60m，溢洪道自由溢流，输水涵管不参加调洪。调洪演算山塘调洪演算通过时段水量平衡原理，用试算法逐时段计算。用公式表示为：（Q1+Q2）/2×△t-(q1+q2)/2×△t=V2-V1式中:△t—调洪时段，（h）；Q1、Q2—时段初、末入库流量，m3/s；q1、q2—时段初、末出库流量，m3/s；V1、V2—时段初、末山塘库容，万m3；调洪成果调洪演算成果见表5-3。表5-3调洪演算成果表调洪过程见表5-4、5-5，调洪过程图如图5-3，5-4所示：表5-4XX山塘（P=5%）调洪过程表时段（h）来水量（m³/s）泄水量（m³/s）水位（m）库容（万m³）0.167..41.59995.89160.50.5540.028941.62095.923110.5620.185341.67216.00021.50.5690.329541.70596.051120.5770.431241.72666.08242.50.5850.49741.73926.101330.5930.538641.74696.11293.50.6020.566141.75186.120340.6110.585341.75526.12554.50.6210.600441.75796.129450.6310.613241.76016.13285.50.6410.624741.76226.135860.6520.635941.76416.13876.50.6630.647141.7666.141670.6750.658541.76796.14457.50.6870.670341.76996.147580.70.682541.7726.15078.50.7140.695541.77426.153990.7280.70941.77646.15739.50.7430.723241.77886.1609100.7590.738141.78126.164610.50.7760.75441.78386.1685110.7940.770841.78656.172611.50.8140.78941.78956.177120.8560.816141.79386.183412.50.9050.85341.79966.1922130.9630.899541.80686.20313.51.0310.956141.81536.2159141.1141.024741.82556.231314.51.2181.109841.83786.2499151.3521.21841.85316.272715.51.5341.360941.87256.302161.8031.56441.8996.341816.52.2491.884841.93866.4015173.2122.513942.01026.511217.54.4253.494942.10716.67381813.7718.923442.51287.355618.52.6186.451142.36897.1136191.9933.69842.13066.713219.51.6542.540542.01316.5158201.4351.92541.94346.408620.51.281.582441.90136.3452211.1631.36941.87366.303421.51.071.222141.85366.2734220.9951.113541.83846.250522.50.9331.029241.82626.232230.880.960641.8166.216823.50.8340.903441.80746.203724.0.69741.77446.1542表5-5XX山塘（P=0.5%）调洪过程表时段（h）来水量（m³/s）泄水量（m³/s）水位（m）库容（万m³）0.167..41.59995.89160.51.040.072341.63855.949611.050.43141.72666.08231.51.060.71641.77766.159121.080.891341.80556.20112.51.090.990141.82046.223631.111.048941.82916.23684141.83426.244341.141.110441.83761.133441.84126.254951.171.151341.84376.25868741.84626.262461.211.187641.84886.26607141.85166.270471.251.22741.85436.27467.51.271.24741.85716.278781.291.26741.85986.28298.51.321.290941.86316.287891.341.314441.86626.29269.51.371.3441.86976.2978101.41.36841.87346.303410.51.431.397341.87736.3093111.461.427141.88136.315211.51.491.457141.88526.3211121.571.507441.89176.330912.51.651.574641.90036.3439131.751.657741.91086.359713.51.871.759641.92346.3787142.011.881641.93826.400928541.95566.4271152.412.217641.97736.459815.52.722.46642.0056.5024163.162.798942.04076.562436542.09546.6544175.454.394642.19536.822117.57.366.058442.33327.05381820.9414.617542.86857.953118.54.510.020342.63137.5545193.485.714342.30927.013319.52.924.02142.16116.7645202.553.184642.08036.628720.52.292.699342.03026.5444212.092.377441.99526.486721.51.932.136341.96816.4457221.81.959841.94756.414825541.93146.3905231.611.716541.91816.370523.51.531.623541.90656.35324.1.206541.85156.2702图5-3XX山塘（P=5%）调洪过程线图5-4XX山塘（P=0.5%）调洪过程线坝顶和防渗体超高复核坝顶超高复核坝顶高程为山塘静水位加超高，根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》（SL189－96）以下简称《导则》规定，按三种运行条件计算坝顶超高并取其大值，三种运行条件为：①正常蓄水位或设计洪水位加正常运用情况的坝顶超高；②校核洪水位加非常运用情况的坝顶超高；③正常蓄水位加非常运用情况的坝顶超高加地震涌浪高。坝顶超高计算公式为：y=R+A式中：y—坝顶超高，m；R—最大波浪在坝坡上的爬高，m；A—安全加高，m。（1）风浪爬高R根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）A.1.6规定，波浪的平均波高和平均波周期宜采用莆田试验站公式计算。式中：g—重力加速度9.81(m/s2)；hm—平均波高(m)；W—计算风速(m/s)；Hm—水域平均水深(m)；D—风区长度(m)；Tm—平均波周期(s)。平均波浪爬高按下式计算：式中：m—迎水面坝坡，m=3.5；K△—斜坡的糙率渗透系数，根据现状护面情况，取0.75；Kw—经验系数，根据计算值查表；平均波长Lm按下式计算：本工程大坝级别为4级，累积频率下的波浪爬高值采用累积频率为5％的爬高值R5%，R5%根据平均波高与坝前水深的比值和相应累积频率5％查表RP/Rm值并通过计算求得。表5-5大坝波浪爬高计算成果表(2)安全超高AXX山塘大坝为5级坝，根据《导则》规定：正常运行情况取A＝0.5m；非常运行情况取A＝0.3m。(3)计算成果复核成果见表5-6。表5-6坝顶高程计算表通过上表计算可以看到，计算所需坝顶高程部分大于现状大坝顶高程，此次设计根据洪水计算并结合现状坝顶高程，尽量使坝顶开挖回填量保持平衡，确定坝顶高程43.60m，防浪墙顶高程44.30m，可满足现行规范要求。防渗体顶高程复核根据《导则》，防渗体顶高程应满足下列要求：（1）正常运用情况，应高出正常运用的静水位0.3m以上；（2）非常运用情况，应不低于非常运用的静水位。各工况防渗体顶高程复核见表5-7。表5-7防渗体顶高程复核成果表从上表可见，加固后坝顶高程43.60m，高于计算所需防渗体顶高程，故防渗体顶高程满足规范要求。工程整治设计本次XX山塘整治初步设计内容有：大坝断面、放水工程等。工程等级及设计依据工程等级XX山塘的总库容为8.17万m3，其工程规模为小（2）型以下，工程等别为Ⅴ等，山塘永久性建筑物级别为5级，防洪标准为20年一遇设计，200年一遇校核。设计主要依据（1）《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000；（2）《防洪标准》（GB50201-94）；（3）《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001；（4）《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》SL189－96；（5）《水利水电工程初步报告编制规程》DL5020-93；（6）《浙江省短历时暴雨图集》（2003）（7）本工程测量及勘探资料。大坝设计6.2.1大坝断面设计大面断面基本遵循原来的断面，因为稳定满足要求，主要就是对坝坡坡比、坝顶高程、坝顶宽度进行统一规则设计。坝顶：坝顶高程43.60m，防浪墙高程44.30m，坝顶宽3.30m，包括防浪墙宽度，坝顶铺设6cm厚条纹仿石；防浪墙为浆砌块石；坝顶下游侧做混凝土路缘。坝坡：坝坡结合现状上游坝坡统一为1:1.75，上游护坡正常蓄水位以上为C20混凝土六角块护坡，厚度12cm，下10cm厚瓜子片垫层；护坡间隔40m设置一道40*50cmC25混凝土竖梁。下游坡坝坡统一为1：1.75；护坡为C20混凝土六角块，厚度12cm，下10cm厚瓜子片垫层。坝脚：上游坝脚设置一道80*80cmM7.5浆砌石地梁，下游坝脚设置50*50cm砌石排水沟。6.2.2大坝防渗处理根据地勘资料，坝体土为含砾砂粉质粘土，密实度未能满足规范要求；根据现场注水试验，坝体属中性透水层，按规范要求应进行全坝段防渗处理，但通过渗透稳定分析，坝体渗透稳定能满足规范要求。本次防渗分为两部分：大坝采用套井回填，坝基采用帷幕灌浆。大坝防渗采用帷幕灌浆处理。套井回填具体设计：设计范围：桩号0+000至0+134之间，总长134m。套井布孔：套井孔布置坝中心轴线位置，每隔0.8m一个孔。共169孔。帷幕灌浆具体设计设计范围：桩号0+010和0+130之间，总长120m。灌浆布孔：灌浆孔布置坝中心轴线位置，每隔2m布一个孔，共61孔。灌浆材料：灌浆材料为水泥浆，水泥标号为425号，细度80μm方孔筛的筛余量≯5%。灌浆压力：灌浆压力设计拟用0.3Mpa，具体根据灌浆实验确定。6.2.3大坝稳定计算对大坝整治后，上下游坝坡有变化，坝顶加高，坝体进行了套井和帷幕灌浆处理。大坝稳定条件发生了相应变化，为了进一步了解大坝整治后的稳定情况，有必要对整治设计后的大坝断面进行抗滑稳定计算，根据地质勘探孔的布置以及大坝断面结构，仍选择具有代表性0+60断面进行计算。（1）计算方法计算方法根据《导则》（SL189－96）中规定：静力稳定计算采用刚体极限平衡法，本工程采用不计条块间作用力的瑞典圆弧法。计算采用北京理正软件设计研究院的《理正边坡稳定分析程序》，对于计算土条各部分的容重采用容重替代法，即浸润线和下游水位之间计算坝体滑动力矩时用饱和容重，计算抗滑动力距时用浮容重，浸润线以上采用湿容重，下游水位以下采用浮容重。（2）计算参数选择大坝稳定分析中，计算指标的正确与否将直接影响计算结果的准确性，本次大坝稳定计算参数取地质报告均值的80%，同时结合已建类似工程的经验进行确定，各计算参数见表4-1。表4-1坝体稳定分析各种材料物理力学指标（3）计算工况确定根据山塘目前运行情况，按《导则》的有关内容，确定XX山塘大坝稳定计算的工况为：①正常运行条件：a、山塘水位在正常蓄水位41.60m时，下游坝坡发生稳定渗流时的稳定分析；b、山塘水位在38.00m(放水管进口高程)时的上游坡稳定分析。②非常运行条件：a、山塘水位在正常蓄水位41.60m时，同时考虑Ⅶ度地震的下游坝坡稳定分析。b、山塘按正常蓄水位41.60m骤降至38.00m的上游坡稳定分析。（4）稳定分析成果根据《导则》规定：采用瑞典圆弧法计算时，坝坡抗滑稳定安全系数：正常运用条件为1.15，非常运用条件为1.05，稳定分析计算成果见表4-2。表4-2大坝稳定计算成果表从计算结果看，大坝各坝坡稳定安全系数满足现行规范要求。图4-1下游稳定渗流期计算结果图 图4-2上游水位骤降稳定计算结果图图4-3下游稳定渗流+Ⅶ级地震计算结果图6.3放水工程设计现场观察启闭设施较为完整，无需进行更换。但由于坝体加高，坝坡有变化，应对进水口进行加固。6.0其他工程巡查值班房面积15m2、标牌。施工组织设计施工条件工程条件本项目所处地理位置位于XX街道XX村，有拖拉机便道通至坝脚，交通不太便利。施工用水可直接山塘取水；施工用电可就近变压器架设用电线路。本工程所需建筑材料水泥、黄砂可在附近采购，碎石使用新鲜、坚硬块石轧制。施工导流可用放水涵管导流。自然条件本区属亚热带季风气候区的海洋水文特征，气候温和潮湿，四季分明，日照充足，雨量充沛。但降雨量年际和季节变化较大，分配极不均匀。冬季受北方冷高压气团控制，以晴冷干燥天气为主；春夏之交北方冷高压气团和太平洋暖气流在此相遇对峙，形成典型的梅雨天气，阴雨绵绵，雨量增多；夏秋之季，又常受台风暴雨和高温干旱侵袭，往往造成洪涝灾害。根据流域附近XX雨量站资料，流域多年平均降雨量1402.9mm，最大年降雨量为2201.4mm（1973年），2005年9月11日卡努台风最大日降雨量达401.0mm。主体工程施工7.2.1坝顶施工坝顶施工包括坝顶开挖回填，铺设条纹仿石和路缘。坝顶高出部分进行人工开挖，开挖面应力求平顺，开挖土用于找平高程不足之处，人工分层夯实。须严格按照土坝施工规范进行，压实度>0.95。防浪墙为浆砌块石，要求墙面勾缝，粘结牢固，墙面洁净，缝条光洁、整齐。铺设条纹仿石和路缘施工需满足规范要求。7.2.2坝坡施工坝坡施工前要进行清理，清除干净草根，整平夯实坝坡。铺设六角块下面瓜子片垫层要均匀，护坡周边采用现浇混凝土调整。7.2.3帷幕灌浆施工1、应选择低水位或空水位时施工。2、灌浆材料及孔序

采用425普通硅酸盐水泥，细度80μm方孔筛的筛余量≯5%。灌浆采用三序孔施工，灌浆采用分序加密原则进行。

3、灌浆方法及灌浆压力

帷幕灌浆孔深必须达到设计孔深。灌浆采用自下而上分段循环式灌浆方法。灌浆压力为接触段压力0.3MPa，第一段0.4MPa，以下各段岩石每增加1.0m，压力增加0.05MPa，最大压力为2.0MPa。

4、浆液配比及灌浆段长

帷幕灌浆采用5、3、2、1、0.8、0.6、0.5七个比级水灰比，开灌为5。灌浆段长6m，接触段2m。

5、待凝时间及封孔

设计待凝时间：接触段和第一段为36h，以下各段结束浆液水灰比为3～5时，待凝18h，水灰比为0.5～2时为12h。封孔采用分段机械封孔。

钻孔孔位误差、孔底偏差、冲压、压水试验、灌浆及浆液变换、结束标准按照规范SL62-94执行。7.2.4套井施工1、应选择低水位或空水位时施工。2、套井施工工序先打主井1、2号井；回填勒实后，再打套井3号；回填勒实，再打4号井；回填勒实后，再打5号井，依此类推，按顺序进行。套井施工要求造孔：用冲抓方式打井机具在防渗墙布置的轴线上钻孔，开孔直径1.1m。要求钻孔垂直，造孔顺序为先主井后套井，套井中心距0.8m，共布置单排套井。回填夯实：清除井底浮土、碎石厚应以物理力学性能好的粘土回填，回填时应保持井底无水。如井内有渗水应抽干，或倾倒干土反复抓净以至把水抽干，然后再分层回填粘土并夯实，放入松土厚以0.30~0.5m为宜，回填土的含水量控制在22%~24%,夯实后干容重不低于1.5g/cm。相邻两孔之间搭接厚度0.22m。施工总布置根据本工程的特点，施工总布置采用集中布置，尽量在建筑物及其施工现场附近，且交通便利之处，布置生产、生活设施。开挖的土方，尽量互相利用，使之挖填基本平衡，不另设弃土场地。施工布置包括砂石料堆场、拌和站、仓库及临时生活办公用房等设施。根据施工要求和交通运输条件进行布置。施工总进度7.4.1施工进度安排原则本工程施工总进度根据工程特性、自然条件、施工条件等因素进行安排，特别是利用枯水期的有利季节，增大施工力度。据此，拟定本工程施工总工期为6个月。7.4.2施工总进度准备工程本工程施工难度不大，准备工作相对较为简单，在1个月内完成。(2)主体工程施工本工程计划5个月内完成，力争在枯水期内完成主体工程。施工前应做好各项前期准备工作，备足材料，合理安排组织好施工人员和施工进度计划。环境影响评价本次整治工程主要是坝顶开挖、回填及坝坡坝顶整治。工程对环境的不利影响主要在工程施工期，工程建造过程中，基础开挖、加工以及堆置均可能造成局部的植被破坏等。为了尽量减小工程对周围环境的不利影响，一方面应做好库区的整体规划，减少重复工程；另一方面应详尽勘探、合理设计和精心施工，尽可能减少开挖面，减少生态破坏；对工程产生的弃渣要进行妥置，并做好各弃渣场和主开挖面的植被恢复，防止水土流失，以真正达到兴利之目的。XX山塘工程具有提供引用水及灌溉效益，促进当地社会经济的发展，山塘建设会对环境有一定的影响，但这种影响是局部的、次要的。从长远、全局利益考虑，对环境的影响是利多弊少，在落实环保措施及环境管理计划的前提下，本工程建设无重大环境制约因子，从环境角度分析，本工程的实施是可行的。工程管理管理机构及职能XX山塘主管单位是XX街道办事处，山塘日常管理由XX村负责，需编制管理员1名，主要管理职责是负责大坝的管理运行，维修的管理，以及遵照政策规定收取费用的工作。管理单位在确保工程安全和充分发挥工程效益前提下，应利用水土资源，开展综合经营创造财富，并尽可能在大坝管理范围内开展植树造林、美化环境、保护生态，改善管理人员的工作条件和生活条件。山塘管理范围和保护范围根据《中华人民共和国水法》，划定各建筑物的管理范围和保护范围。大坝左右坝头以外及坝下游50m内，纳入工程管理范围。管理范围外延20m为山塘保护范围。工程管理范围内的设施、土地、林木等，任何单位和个人不得毁坏、侵占；保护范围内，不得进行爆破、打井、采矿等危及建筑物安全的活动，为保护山塘水质，库区内要禁绝工业污染，生活污水要经处理后才能排入库内。按设计管理范围，建设管理单位应会同土地管理部门埋设界桩、标牌。工程管护工程经验收合格后，施工单位列出建筑物清单移交管理单位，对已建工程进行维护和维修，同时要教育村民自觉保护工程，使其长期发挥有利于生产、生活的效益工程招投标编制要求 根据国务院办公厅国办发[2001]34号文件、国家发展计划委员会第9号令规定要求和甬发改委[2006]450号文件《关于